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工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若________________,则整个装置气密*良好。装置D的作用是__________。装置E中为________溶液。
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的*作是__________________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。
a.烧杯 b.蒸发皿
c.试管 d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验*作、现象和结论:________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇*易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐*、稀硫*、稀**、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
【回答】
(1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理*均可)
(2)2∶1
(3)c 控制滴加硫*的速度(合理即可得分) 溶液变澄清(或浑浊消失) a、d
(4)取少量产品溶于足量稀盐*,静置,取上层溶液(或过滤、取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理*均可)
[解析] (1)若装置气密*良好,则装置B中的长颈漏斗加入水,B瓶内压强变大,在长颈漏斗的颈中会形成一段液柱,且液柱高度保持不变;根据装置图可知装置D是安全瓶,可防止E中液体倒吸进入C中;装置E是用来吸收未反应完全的H2S或SO2的尾气处理装置,因此E中试剂需用碱溶液,如NaOH溶液。(2) 反应(Ⅰ)×2+反应(Ⅱ)+ 反应(Ⅲ)×3可得该转化过程的总反应:2Na2S+Na2SO3+3SO2===3Na2S2O3,则C瓶中Na2S和Na2SO3的物质的量之比最好为2∶1。(3)为减少SO2的损失,装置B中液体最好是饱和亚硫***溶液;可通过控制滴加浓硫*的速率来减慢SO2的产生速率从而达到减慢SO2的进入烧瓶C的实验要求;烧瓶C中反应达到终点,溶液中的硫全部转化为Na2S2O3,溶液由浑浊变澄清;烧杯、锥形瓶加热时需垫石棉网,蒸发皿、试管可直接用酒精灯加热。(4)为检验产品中是否含有Na2SO4,可取少量产品溶于足量盐*,以排除溶液中SO(包含S2O与盐*反应生成的SO),然后取上层清液,滴加BaCl2溶液,看是否有白*沉淀,得出上层清液中是否含有SO的结论,进而做出产品中有无Na2SO4杂质的判断。
知识点:硫和硫的化合物 环境保护单元测试
题型:实验,探究题